漫談衛(wèi)星通信（一）

胡中平


一、前言


　　依目前市場(chǎng)上的訊息反映，衛(wèi)星通信在面臨光纖通信及地面緊密的蜂巢式通信競(jìng)爭(zhēng)時(shí)是種冷門應(yīng)用的通信方式，但談到衛(wèi)星通信就不得不從納莉水災(zāi)及921大地震談起，在這種天災(zāi)發(fā)生時(shí)唯一能發(fā)揮正常通信運(yùn)作及達(dá)成緊急通信效果的就只有使用衛(wèi)星通信者�；蛘呤窃谌说溕希�當(dāng)中美海纜被漁船作業(yè)拖斷時(shí)，大部份的因特網(wǎng)使用者都被擁塞的線路所影響，唯有衛(wèi)星線路的使用者安然無恙。以下的論述也進(jìn)一步證明它所扮演的角色及未來的方向是難以被取代的。



二、目前的應(yīng)用方式


　　本文在此并不談及衛(wèi)星GPS及中、低軌道衛(wèi)星(如衛(wèi)星大哥大、資源衛(wèi)星及衛(wèi)星影像等)及Inmarsat的應(yīng)用，而是針對(duì)一般商用同步衛(wèi)星中的衛(wèi)星于電視廣播應(yīng)用（DVB、DTH或Direct TV、DVB/IP）、遠(yuǎn)程教學(xué)、衛(wèi)星的因特網(wǎng)連網(wǎng)、跨國企業(yè)的內(nèi)部連網(wǎng)、軍事或緊急救災(zāi)系統(tǒng)及移動(dòng)通信等應(yīng)用做一說明。



1.衛(wèi)星于電視廣播應(yīng)用


　　在此要談的應(yīng)用有DVB、DTH、DVB/IP及遠(yuǎn)程教學(xué)等，因衛(wèi)星通信最大的優(yōu)點(diǎn)就在于其無人可及的廣播性，所以在電視廣播應(yīng)用上衛(wèi)星通信具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，以下就應(yīng)用面分別探討。


　　DVB（Digital Video Broadcasting ）


　　此規(guī)范為歐洲ETSI(European Telecommunications Standards Institute)所定義的，基本上是將影音壓縮編碼技術(shù)建立在MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)上，事實(shí)上依不同的傳輸方式分為DVB-S(Digital video broadcasting over satellite)、DVB-T(Digital video broadcasting over Terrestrial)及DVB-C(Digital video broadcasting over cable)，也就是數(shù)字影音若以衛(wèi)星作為傳輸路徑時(shí)是使用DVB-S標(biāo)準(zhǔn)，若以地面無線傳輸廣播方式是以DVB-T為標(biāo)準(zhǔn)，若以有線方式傳輸?shù)脑拕t以DVB-C為標(biāo)準(zhǔn)，在此則僅以DVB-S的應(yīng)用為主。


　　一般DVB-S的應(yīng)用如圖一，電視臺(tái)的影音訊號(hào)透過地面專線送至上鏈站，再由上鏈站將影音訊號(hào)按DVB-S的標(biāo)準(zhǔn)將影音訊號(hào)數(shù)字壓縮及編碼多工后傳輸至衛(wèi)星，在衛(wèi)星涵蓋范圍之下的頭端業(yè)者及個(gè)人用戶都可將衛(wèi)星訊號(hào)利用IRD接收還原成原來的影音訊號(hào)，甚至電視臺(tái)本身也可以用來監(jiān)看影音訊號(hào)是否正常；至于SNG車或Flyaway則為小型化的上鏈站，可將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)影音回傳至電視臺(tái)播放，在衛(wèi)星涵蓋范圍下，電視廣播的發(fā)射與接收可以在不同的國家。同樣的廣播電臺(tái)的聲音訊號(hào)也可以透過相同的處理方式傳送至不同國家。一般標(biāo)準(zhǔn)上鏈站的基本系統(tǒng)方塊圖如圖二。








　　DTH (Direct to Home)或Direct TV


　　DTH在歐美、加拿大及日本等國是十分普及而且成功的應(yīng)用方式（如圖三），DTH也是DVB-S的應(yīng)用方式之一，只是接收對(duì)象不同而已，一般家庭都裝設(shè)小的衛(wèi)星接收天線及機(jī)頂盒，來接收衛(wèi)星電視訊號(hào)，影音品質(zhì)較一般Cable到戶清晰，但因考慮接收天線不宜太大以免造成用戶架設(shè)不易的情形，故大部份皆使用KU頻段為傳送頻率，但在雨季時(shí)卻容易面臨雨衰而造成斷訊，導(dǎo)致收視戶看不到畫面。






　　臺(tái)灣有線電視普及率達(dá)82.2%以上(交通部電信總局公布2001年調(diào)查資料)，在亞洲地區(qū)中排名第一，而且收費(fèi)不貴，加上主要人口大都集中在都會(huì)區(qū)，且臺(tái)灣在地理環(huán)境上為島形，對(duì)衛(wèi)星上發(fā)展DTH商業(yè)應(yīng)用來說并無可用的優(yōu)勢(shì)，故目前并無成功的案例。有些業(yè)者鑒于在本地區(qū)無法與有線電視抗衡，即向大陸、東南亞或美西地區(qū)提供DTH服務(wù)，如此可充分發(fā)揮衛(wèi)星廣播的優(yōu)勢(shì)。


　　DVB/IP 與遠(yuǎn)程教學(xué)


　　事實(shí)上DVB/IP與衛(wèi)星應(yīng)用的遠(yuǎn)程教學(xué)皆為利用DVB-S變化的應(yīng)用，DVB/IP是將數(shù)字影音及Internet(或者是Intranet)連結(jié)使用，也就是使用者除了可以接收從衛(wèi)星而來的影音數(shù)據(jù)外，在同時(shí)也可以使用從衛(wèi)星而來的因特網(wǎng)，或者是企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，可以是檔案或者帶IP的任何資料，如果是企業(yè)內(nèi)部要做遠(yuǎn)程教學(xué)，只要將影音數(shù)據(jù)壓縮成檔案模式就可以廣播發(fā)送至所有分支機(jī)構(gòu)，當(dāng)分支機(jī)構(gòu)將檔案接收下來后，即可利用計(jì)算機(jī)播放影音數(shù)據(jù)完成教育訓(xùn)練。


　　通常DVB/IP有兩種不同的雙向連接方式，如下圖四及五：










　　一般DVB/IP在圖四上的應(yīng)用是目前的主流應(yīng)用，原因是圖五使用衛(wèi)星雙向連結(jié)就必須在分支機(jī)構(gòu)上架設(shè)一個(gè)可以收發(fā)的衛(wèi)星小站，技術(shù)較復(fù)雜且成本較高，使一般企業(yè)無法普遍接受的應(yīng)用。至于遠(yuǎn)程教學(xué)的應(yīng)用可以不一定需要DVB/IP的平臺(tái)，直接利用DVB-S應(yīng)用做單向的廣播教學(xué)即可，缺點(diǎn)是少了雙向互動(dòng)。


DVB/IP平臺(tái)技術(shù)主要下列兩種，如圖六及圖七





　　圖六的技術(shù)起源于DVB-S一般都是利用MCPC (Multi channel per Carrier)的多任務(wù)方式，由于其中有許多無效的封包(Null Packet)在內(nèi)，與其白白浪費(fèi)，不如拿來以Data的封包替代，如此在不增加轉(zhuǎn)頻器頻寬之下，又可多一項(xiàng)服務(wù)項(xiàng)目；但因DVB內(nèi)無效的封包(Null Packet)并非固定的數(shù)量，而是動(dòng)態(tài)的變化，所以所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量多寡也會(huì)隨之變化，但基本上都會(huì)維持一定的比例值。由于DVB-S的載波皆為大載波，故衛(wèi)星接收裝置不需要太復(fù)雜且便宜，對(duì)一般用戶而言是可以接受的應(yīng)用。





　　圖七只是單純將數(shù)據(jù)處理以后，以DVB格式的數(shù)字串送出，而在后端再和其它經(jīng)MPEG-2編碼器處理后以DVB格式送出的影音數(shù)字串以MCPC方式結(jié)合送出(或者不與其它影音數(shù)字串結(jié)合成MCPC方式，而單獨(dú)送出DVB格式的純IP封包載波也可以)，在此數(shù)據(jù)是被當(dāng)成一路影音訊號(hào)的角色，而非替代其中無效的封包(Null Packet)。
目前DVB/IP的平臺(tái)有幾家較知名的廠牌如 Skystream、CyberStream、Norsat、Harmonic、Logic Innovation及Thomcast等，在臺(tái)灣有年代電通的IDTV及其遠(yuǎn)程教學(xué)，臺(tái)亞衛(wèi)星提供給國泰人壽的遠(yuǎn)程教學(xué)及檔案?jìng)鬏�，大陸的”綠網(wǎng)工程”的應(yīng)用等皆屬于此平臺(tái)的應(yīng)用方式。




----《衛(wèi)星通信廣播電視》